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INSETOS NA ALIMENTAÇÃO ANIMAL: um panorama geral UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE FURG Reitor DANILO GIROLDO Vice-Reitor RENATO DURO DIAS Chefe do Gabinete do Reitor JACIRA CRISTIANE PRADO DA SILVA Pró-Reitor de Extensão e Cultura DANIEL PORCIUNCULA PRADO Pró-Reitor de Planejamento e Administração DIEGO D`ÁVILA DA ROSA Pró-Reitor de Infraestrutura RAFAEL GONZALES ROCHA Pró-Reitora de Graduação SIBELE DA ROCHA MARTINS Pró-Reitora de Assuntos Estudantis DAIANE TEIXEIRA GAUTÉRIO Pró-Reitora de Gestão e Desenvolvimento de Pessoas LUCIA DE FÁTIMA SOCOOWSKI DE ANELLO Pró-Reitor de Pesquisa e Pós-Graduação EDUARDO RESENDE SECCHI Pró-Reitora de Inovação e Tecnologia da Informação DANÚBIA BUENO ESPÍNDOLA EDITORA DA FURG Coordenadora CLEUSA MARIA LUCAS DE OLIVEIRA COMITÊ EDITORIAL Presidente DANIEL PORCIUNCULA PRADO Titulares ANDERSON ORESTES CAVALCANTE LOBATO ANGELICA CONCEIÇÃO DIAS MIRANDA CARLA AMORIM NEVES GONÇALVES CLEUSA MARIA LUCAS DE OLIVEIRA EDUARDO RESENDE SECCHI ELIANA BADIALE FURLONG LEANDRO BUGONI LUIZ EDUARDO MAIA NERY MARCIA CARVALHO RODRIGUES Editora da FURG Câmpus Carreiros CEP 96203 900 – Rio Grande – RS – Brasil editora@furg.br Integrante do PIDL mailto:editora@furg.br Andressa Jantzen da Silva Lucas INSETOS NA ALIMENTAÇÃO ANIMAL: um panorama geral Rio Grande 2021 © Andressa Jantzen da Silva Lucas 2021 Designer da capa: Katiane Acosta Diagramação da capa: Anael Macedo Formatação e diagramação: João Balansin Gilmar Torchelsen Cinthia Pereira Revisão ortográfica e linguística: Liliana Mendes Ficha Catalográfica L933i Lucas, Andressa Jantzen da Silva. Insetos na alimentação animal: um panorama geral [Recurso Eletrônico] / Andressa Jantzen da Silva Lucas. – Rio Grande, RS : Ed da FURG, 2021. 146 p. ; il. Modo de acesso: http://repositório.furg.br ISBN 978-65-5754-081-7 (eletrônico) 1. Alimentação Animal 2. Insetos 3. Nutrição Animal I. Título. CDU 591.53 Catalogação na Fonte: Bibliotecário José Paulo dos Santos – CRB10/2344 Ao fraterno amigo, saudoso professor e eterno orientador Professor Carlos Prentice. Obrigada pela amizade, pelo apoio e incentivo ao longo da minha árdua jornada de vida, pesquisa e profissão. Obrigada por acreditar quando nem eu mesma acreditava. Infelizmente, o senhor nos deixou precocemente durante o desenvolvimento da nossa obra, mas seguimos por aqui com o mesmo compromisso e dedicação. E como o próprio professor dizia ao se despedir: “Estamos em contato”. Ao meu avô, Frederico Silva, que, da mesma forma, nos deixou durante o desenvolvimento deste E-Book. Obrigada por tanto. Obrigada por me permitir chegar onde estou. Obrigada pelos princípios e por me fazer compreender a importância do conhecimento. Viverás para sempre em meu coração e em minhas lembranças. “Sed fugit interea fugit irreparabile tempus” LISTA DE FIGURAS Figura 1.1 Vantagens de se utilizar insetos como fonte de alimento quando comparadas com outras fontes ...... 17 Figura 5.1 O papel dos insetos na economia circular .... 75 Figura 8.1 Criação de Hermetia illucens (A) insetos adultos, (B) larvas e (C) ovos ......................................... 107 Figura 8.2 Criação de Tenebrio molitor em larga escala 107 Figura 8.3 Processamento em escala industrial de insetos (Tenebrio molitor) ............................................... 110 Figura 8.4 Ração à base de insetos para peixes .......... 113 Figura 8.5 Mix de insetos para alimentação de jacarés .. 113 Figura 8.6 Mix de insetos em pasta para alimentação animal 114 Figura 9.1 Produção de ração por espécie animal no ano de 2019 (em milhões de toneladas) ........................ 121 Figura 9.2 A criação de insetos para alimentação animal no contexto de uma economia circular ............... 127 Figura 9.3 Produtos para cães da marca Midgard ........ 131 Figura 9.4 Ração para cães da marca Yora .................. 132 Figura 9.5 Larvas desidratadas de tenébrio gigante (Zophobias morio), tenébrio comum (Tenebrio molitor) e barata cinérea (Nauphoeta cinerea) desidratada ........ 132 LISTA DE TABELAS Tabela 1.1 Algumas espécies animais que podem ser alimentadas com insetos ................................................ 21 Tabela 4.1 Comparação entre aminoácidos de diferentes fontes ............................................................. 60 Tabela 5.1 Porcentagem (base seca) do conteúdo proteico de insetos ......................................................... 72 Tabela 9.1 Produção global de ração (em milhões de toneladas) .................................................................. 123 Tabela 9.2 Lista das principais empresas atuantes no mercado que utilizam insetos como ingredientes na ração para diferentes animais, avaliado em 117 milhões de dólares. Durante os anos, a empresa vem expandindo seu negócio e, atualmente, possui escritórios na Califórnia, Cingapura, Bangalore, Hong Kong e Londres .............................................................. 129 Tabela 9.3 Lista das principais empresas atuantes no mercado que utilizam insetos como ingredientes na ração para animais de estimação ................................... 131 Tabela 10.1 Famílias e espécies de insetos cultivados no Brasil .......................................................................... 139 Tabela 10.2 Principais grupos de animais (PET) e as possíveis formas de consumo de insetos ....................... 140 Tabela 10.3 Principais grupos de animais (domésticos de produção) e as possíveis formas de consumo de insetos . 140 SUMÁRIO Prefácio ......................................................................... 12 Capítulo I O uso de insetos na alimentação animal ................... 15 1.1 Introdução ................................................................. 15 1.2 Aspectos ecológicos e sustentáveis ......................... 16 1.3 Nutrientes contidos e benefícios à saúde animal ..... 18 1.4 Exemplo de animais que podem ser alimentados com insetos .................................................................... 20 1.5 Conclusão ................................................................. 23 Referências bibliográficas .............................................. 23 Capítulo II Necessidades nutricionais de insetos para serem usados como fonte alimentar ...................................... 28 2.1 Introdução ................................................................. 28 2.2 Necessidades nutricionais ........................................ 29 2.3 Nutriente no estágio do inseto .................................. 32 2.4 Fontes alternativas como nutrientes para insetos .... 34 2.5 Tendências e desempenhos das dietas ................... 36 2.6 Composição nutricional dos insetos ......................... 38 2.7 Conclusão ................................................................. 39 Referências bibliográficas .............................................. 39 Capítulo III Insetos na alimentação de aves .................................. 42 3.1 Introdução ................................................................. 42 3.2 Benefícios nutricionais da inserção de insetos na alimentação de aves ....................................................... 43 3.3 Benefícios econômicos da inserção de insetos na alimentação de aves ....................................................... 46 3.4 Benefícios ambientais da inserção deinsetos na alimentação de aves ....................................................... 48 3.5 Conclusão ................................................................. 49 Referências bibliográficas .............................................. 50 Capítulo IV Insetos na alimentação de suínos .............................. 55 4.1 Introdução ................................................................. 55 4.2 Benefícios dos insetos na dieta e bem-estar animal. 56 4.3 Nutrientes requeridos na alimentação de suínos e o uso de insetos como fonte alternativa ............................ 57 4.4 Insetos empregados na suinocultura ........................ 61 4.5 Conclusão ................................................................. 63 Referências bibliográficas .............................................. 63 Capítulo V Insetos na dieta de ruminantes ................................... 68 5.1 Introdução ................................................................. 68 5.2 A dieta de animais ruminantes ................................. 69 5.3 Adição de insetos na dieta de ruminantes ................ 71 5.4 Vantagens da utilização de insetos na dieta de ruminantes ...................................................................... 74 5.5 Conclusão ................................................................. 75 Referências bibliográficas .............................................. 75 Capítulo VI Uso de insetos para rações de animais domésticos. 78 6.1 Introdução ................................................................. 78 6.2 Mercado pet .............................................................. 80 6.3 Farinha de insetos na alimentação de animais domésticos ..................................................................... 81 6.4 Importância da proteína na alimentação de animais domésticos ..................................................................... 83 6.5 Biodisponibilidade dos nutrientes da farinha de insetos ....................................................................... 84 6.6 Conclusão ................................................................. 87 Referências bibliográficas .............................................. 87 Capítulo VII O uso de insetos na aquacultura ................................ 91 7.1 Introdução ................................................................. 91 7.2 Insetos como fonte de alimento ................................ 92 7.3 O valor nutricional dos insetos para organismos cultivados ........................................................................ 94 7.4 Efeitos da inclusão de insetos em dietas ................. 96 7.5 Conclusão ................................................................. 97 Referências bibliográficas .............................................. 98 Capítulo VIII Tecnologia e processamento de rações a base de insetos ...................................................................... 103 8.1 Introdução ................................................................. 103 8.2 Criação de insetos para alimentação animal ............ 104 8.3 Processamento de insetos para alimentação ........... 108 8.4 Alimentação animal à base de insetos ..................... 111 8.5 Conclusão ................................................................. 114 Referências bibliográficas .............................................. 114 Capítulo IX Indústria baseada em insetos: status atual, mercado e legislação ................................................... 120 9.1 Introdução ................................................................. 120 9.2 O mercado atual de insetos comestíveis na alimentação animal e suas projeções futuras ................ 121 9.3 Legislação no Brasil e no mundo ............................. 124 9.4 Empresas atuantes no mercado que utilizam insetos como matéria-prima para fabricação de rações ............... 126 9.5 Conclusão ................................................................. 133 Referências bibliográficas .............................................. 133 Capítulo X Como utilizar insetos para rações e alimentos para animais? Perspectiva de um zootecnista atuante no mercado ................................................................... 138 10.1 Introdução ............................................................... 139 10.2 Insetos na alimentação animal ............................... 139 10.3 Considerações finais .............................................. 141 Informações sobre o autor do capítulo .......................... 143 Capítulo XI Conclusões e perspectivas futuras ............................ 144 Informações sobre a autora ........................................ 146 PREFÁCIO Apesar de o termo “insetos como fonte de alimento” ainda causar estranheza e repugna para algumas pessoas, é inegável que este contexto vem ganhando força nas mais diferentes maneiras. A entomofagia, ou ato de comer insetos, surgiu há milhões de anos, mas apenas, recentemente, vem ganhando força nas culturas ocidentais. O mesmo acontece com o uso de insetos para alimentação animal. Embora estes bichinhos constituam parte natural da dieta de aves, répteis e de outros diferentes animais, o ato de criá-los e comercializá-los como alimento, também, pode ser considerado recente. Os insetos surgem como uma alternativa “esquecida” aos problemas que viemos enfrentando mundialmente. Emissões de gases do efeito estufa, consumo de água, crescimento populacional, desmatamento e, até mesmo, a fome. A criação de insetos, seja ela para consumo animal, seja humano, pode ajudar a minimizar todos estes prejuízos causados ao longo dos anos. Os insetos são constituídos por proteínas de alta qualidade, por ácidos graxos insaturados dos tipos ômega 6 e ômega 9. E boa parte de sua fração sacarídica é composta por quitina. Não menos importante, os insetos possuem vitaminas, principalmente, do complexo B e C e minerais, como cálcio, potássio, magnésio, fósforo, sódio e ferro. Nesse contexto, temos a chamada economia circular, que, como o próprio nome sugere, esse tipo de economia gira em torno de um ciclo fechado. Pequenos agricultores que optam por iniciar uma criação de insetos para alimentação animal se beneficiam com o fato de que esses podem ser alimentados com os resíduos orgânicos oriundos da própria propriedade rural. Uma vez chegados ao seu estágio de vida requerido (ninfa, larva, pupa ou adulto), os insetos são abatidos, beneficiados e vendidos para uso em rações animais. Os resíduos da criação dos insetos podem servir de adubo para a plantação, retornando ao início do ciclo. Por esses e por outros motivos, é razoável supor que o número de publicações científicas sobre o uso de insetos como ração animal tenha aumentado, significativamente, nos últimos anos, principalmente, no que diz respeito ao uso de insetos como alimentação na aquicultura. O aumento do interesse nos insetos como fonte alternativa de proteína deve-se, provavelmente, ao aumento do custo e à disponibilidade limitada de farinha de peixe, que é o ingrediente proteico ideal para alimentação de animais aquáticos. O mesmo ocorre com a alimentação para o gado. A farinha de soja utilizada apresenta alta digestibilidade, alta qualidade e o melhor perfil de aminoácidos dentre as fontes de proteínas vegetais disponíveis. Porém, torna-se necessário concluir a dieta, adicionando alguns aminoácidos específicos ou uma proteína de alto valor biológico que apresente um equilíbrio entre aminoácidos essenciais e não essenciais. A ideia de escrever este E-book surgiu a partir da dificuldade que se tem de encontrar informações acerca do tema insetos na alimentação animal no Brasil. Apesar de nosso país estar incluído na lista dos quepraticam entomofagia devido à quantidade de povoados indígenas em nossas terras, ainda é pequeno o número de pesquisas que desenvolvemos por aqui, quando comparado a outros países. Da mesma maneira, o número de empresas que se dedicam à criação e ao processamento de insetos para alimentação animal, também, é pequeno. Diante desse cenário, o presente livro teve como objetivo fazer uma revisão acerca do tema insetos na alimentação animal, bem como algumas questões estão ligadas, indiretamente, ao assunto. Sustentabilidade, processamento, mercado, legislação, desafios e perspectivas futuras são alguns dos temas abordados nos onze capítulos escritos por profissionais de diferentes áreas. Por fim, a visão de uma empresa Brasileira do ramo traz uma versão mais realista do mercado atual no Brasil. Esperamos que, de alguma maneira, o conteúdo, aqui reunido, seja de grande valia para projetos futuros acadêmicos e para futuros empreendimentos. 15 CAPÍTULO I O USO DE INSETOS NA ALIMENTAÇÃO ANIMAL Andressa Jantzen da Silva Lucas* Carlos Prentice (in memoriam) 1.1 INTRODUÇÃO A produção de alimentos de origem animal torna-se cada vez mais cara em termos econômicos e ambientais. Esta situação é provocada, principalmente, pela elevação da demanda devido ao aumento da população humana e à maneira como estes vêm pressionando os recursos naturais e o ecossistema em busca de novas fontes proteicas (SÁNCHEZ-MUROS; BARROSO; DE HARO, 2016). A demanda por ração animal e ingredientes para ração tem aumentado da mesma forma e deve aumentar ainda mais devido aos mesmos motivos (VERBEKE; SANS; VAN LOO, 2015). A alimentação animal é considerada um dos aspectos mais caros de toda a cadeia que envolve a produção animal e é muito prejudicial do ponto de vista ambiental (FAO, 2004). Além disso, foi identificada como um dos principais contribuintes para a ocupação de terras aráveis, acidificação do solo, mudanças climáticas e uso de energia e água (MUNGKUNG et al., 2013). O uso de insetos, na alimentação animal, surge como uma fonte alternativa às já existentes. Sua inclusão, na dieta, justifica-se pelo fato de que esses artrópodes possuem um excelente valor nutritivo, sendo uma fonte rica de proteínas, * Doutoranda na Escola de Química e Alimentos, Universidade Federal do Rio Grande – FURG; andressalucas@furg.br mailto:andressalucas@furg.br 16 lipídios, minerais, vitaminas e fibras (LUCAS et al., 2020; OLIVEIRA et al., 2017). Não só podemos citar o alto valor nutritivo agregado, mas também e, principalmente, todos os benefícios que o consumo de insetos traz ao meio ambiente. Insetos comestíveis podem compensar o aumento da demanda por proteína de origem animal, evitando o desmatamento de florestas para uso como pastagem; possuem uma alta eficiência de conversão de alimentos em comparação com a pecuária convencional e são responsáveis por emissões relativamente baixas de gases de efeito estufa e amônia (POMA et al., 2017). Neste capítulo, tentamos abordar, brevemente, o motivo de se utilizar insetos na alimentação animal, como seu uso impacta o meio ambiente e quais espécies animais podem ser alimentadas com insetos. 1.2 ASPECTOS ECOLÓGICOS E SUSTENTÁVEIS Prevê-se que a população humana, na terra, cresça, exponencialmente, em um futuro próximo, alcançando a faixa de nove bilhões de habitantes até o ano de 2050, impactando, diretamente, no aumento da demanda por alimentos de origem animal. Para atender a essa crescente demanda, espera-se uma exaustão adicional dos recursos agrícolas, florestais, pesqueiros, hídricos e da biodiversidade acompanhada de impactos ambientais negativos (VAN HUIS et al., 2013). Nos últimos anos, o uso de insetos para alimentação foi proposto como uma solução promissora para uma futura crise no fornecimento de alimentos. A criação de insetos para alimentação humana e ração animal tem algumas vantagens significativas, como alto teor de proteínas, taxa efetiva de conversão alimentar, baixas emissões de gases de efeito estufa e baixos requisitos de água quando comparados com outras fontes (Figura 1.1) (VAN HUIS, 2020). 17 Figura 1.1 – Vantagens de se utilizar insetos como fonte de alimento quando comparadas com outras fontes Fonte: Adaptado de Van Huis et al. (2013) e Chaves (2020) Além disso, os insetos podem se alimentar de subprodutos orgânicos e de outras biomassas que não competem diretamente com o suprimento de alimento humano. Segundo Ramos-Elorduy (1997), os insetos são capazes de metabolizar resíduos orgânicos, realizando uma transformação significativa dos nutrientes presentes de baixa qualidade em substratos proteicos de alta qualidade, portanto podem ser utilizados na formulação de rações animais para galinhas, suínos, peixes, dentre outros. Os insetos são considerados ingredientes promissores para a alimentação animal porque contêm altos níveis de proteína de qualidade, ciclos de vida curtos e fáceis de produzir e manusear, dependendo do substrato usado para sua produção (GASCO; BIANCAROSA; LILAND, 2020). A diminuição do uso das principais fontes de proteína, na alimentação animal (farelo de peixe e farelo de soja), tem impactos ambientais significativos, uma vez que o cultivo da soja causa o desmatamento de áreas com alto valor biológico, alto consumo de água, utilização de pesticidas e fertilizantes e variedade transgênica, que causam deterioração ambiental significativa (GARCIA; ALTIERI, 2005). 18 1.3 NUTRIENTES CONTIDOS E BENEFÍCIOS À SAÚDE ANIMAL Os insetos são uma importante fonte de alimento para animais e seres humanos e, por esse motivo, relatos de sua composição nutricional são encontrados em artigos de diversas áreas. As principais espécies consumidas são, por ordem de importância, besouros (Coleoptera); lagartas (Lepidoptera); formigas, abelhas e vespas (Hymenoptera); gafanhotos (Orthoptera); pulgões e cigarrinhas (Hemiptera); cupins (Isoptera), moscas (Diptera), dentre outros (STAMER, 2015). O papel dos insetos, no bem-estar animal, pode ser um benefício adicional do uso de insetos na cultura animal de várias maneiras. Em geral, insetos comestíveis são considerados como boas fontes de proteínas, gorduras, fibras, vitaminas e minerais. O consumo de 100 g de lagartas, por exemplo, fornece 76% da quantidade diária necessária de proteínas e quase 100% da quantidade diária necessária de vitaminas (AGBIDYE; OFUYA; AKINDELE, 2009). Apenas três pupas do bicho-da-seda são consideradas tão ricas em nutrientes quanto um ovo de galinha; sua composição é de cerca de 50% de proteínas e 30% de lipídios (MITSUHASHI, 2010). A concentração de proteína, nas várias espécies de insetos, é, geralmente, muito elevada (50-70% em base seca) (SOSA; FOGLIANO, 2017) e apresentam um excelente perfil de aminoácidos e ácidos graxos (OLIVEIRA et al., 2017). A principal vantagem dos insetos sobre outras fontes de proteína é o baixo custo ambiental da produção, que se torna essencial para satisfazer o aumento da demanda global proteica (VAN HUIS et al., 2013). A maior parte da atenção dada aos insetos como fonte de alimento concentra-se no conteúdo proteico dos mesmos. No entanto, os lipídios, também, são um componente principal dos insetos e podem ser obtidos durante o isolamento das proteínas (YI et al., 2013; AMARENDER et al., 2020). Geralmente, o conteúdo lipídico presente nos insetos varia de 10% a 50% do seu peso seco e apresentam maior quantidade de ácidos linoleica (18: 2 n-6) e α-linolênico (18: 3 n-3) 19 quando comparados a outras fontes (LUCAS et al., 2020). O teor de ácidos graxos contido nos insetos está relacionado a diferentes fatores, como, por exemplo, o diferente estágio de vida destes artrópodes. Em estudo recente sobre como os diferentes estágios do desenvolvimento que interferem na composição proximal da barata cinérea (Nauphoetacinerea), evidenciou-se tal afirmação, uma vez que o conteúdo lipídico, presente na ninfa do inseto, foi de 41,7%, quase o dobro do obtido no inseto adulto (22,5%) (LUCAS; OLIVEIRA; PRENTICE, 2019). Estudos, também, demostram que a quitina presente no exoesqueleto dos insetos pode trazer benefícios quando adicionada à alimentação animal. Por exemplo, foi demostrado que a quitina aumentou o sistema imunológico de dourado (Coryphaena hippurus) (ESTEBAN et al., 2000). A observação da atividade quitinolítica em peixes indica que a quitina ingerida pode ter uma função nutritiva substancial na ingestão de energia (FINES; HOLT, 2010). Porém, estudos sugerem que a determinação da digestibilidade da quitina, em diferentes animais e seu efeito na digestibilidade de outros nutrientes, é o primeiro passo a ser dado. Também, é necessário obter os níveis adequados ou aceitáveis de quitina na dieta. A quitosana, principal derivado da quitina, possui propriedades biológicas, como atividade antimicrobiana, antioxidante, anti-inflamatória, dentre outras (BAKSHIA et al., 2020). Se o uso de insetos na alimentação animal expandir comercialmente, a obtenção da quitina como subproduto da criação dos insetos será muito mais sustentável e rentável em maior escala do que as fontes de obtenção atuais. Maiores informações sobre os nutrientes contidos em diferentes espécies de insetos bem como seus conteúdos de minerais, aminoácidos essenciais, vitaminas, ácidos graxos, fibras e quitina podem ser encontradas na literatura (WILLIAMS et al., 2016; RUMPOLD; SCHLÜTER, 2013; SÁNCHEZ-MUROS; BARROSO; MANZANO-AGUGLIARO, 2014). 20 1.4 EXEMPLO DE ANIMAIS QUE PODEM SER ALIMENTADOS COM INSETOS Uma ampla gama de estudos comprovam a utilização de insetos como fonte de nutrientes de alta qualidade para ração animal (GASCO; BIANCAROSA; LILAND, 2020; GASCO; FINKE; VAN HUIS, 2018; RAMOS-ELORDUY, 1997; VAN HUIS, 2020; VARELAS; LANGTON, 2017; VERBEKE et al., 2015), que podem ser substituídos, com sucesso, pelos ingredientes já utilizados (pescado, soja, outros). A Tabela 1.1 apresenta algumas das diferentes espécies animais que podem ser alimentadas com insetos. Entre os ingredientes utilizados para produzir alimentos compostos, os ricos em proteínas constituem a parte mais importante e cara da dieta (GASCO et al., 2019). Recentemente, o Tenebrio molitor foi reconhecido como a principal espécie para a produção comercial de alimentos para animais (VAN HUIS, 2020). Sánchez-Muros, Barroso e de Haro (2016) avaliaram, em uma revisão detalhada, o potencial uso de insetos para alimentação animal. No estudo, foram citas 24 espécies de insetos pertencentes a 6 ordens diferentes (Blattodea, Coleoptera, Diptera, Isoptera, Lepidoptera e Orthoptera) como sendo possíveis de utilização. Grande parte dos insetos estudados foram das espécies pertencentes às ordens Diptera (48%) e Lepidoptera (29%). Na pecuária e na aquicultura, predominaram os experimentos com mosca doméstica (Musca domestica) e bicho-da-seda (Bombyx mori). Além disso, estudos que utilizaram outras espécies, como, por exemplo, mosca-preta, (Hermetia illucens) e tenébrio comum (Tenebrio molitor), também, são comuns. Bichos-da-seda, gafanhotos, larvas de moscas e grilos podem servir de alimento com segurança para avicultura, sem comprometer a qualidade final da carne (GONÇALVES; BASTOS, 2014). No entanto, quando o assunto é a inserção de insetos na alimentação animal cabe salientar que alguns animais já possuem estes artrópodes como parte natural de sua dieta. Makkar et al. (2014), em estudo intitulado “State-of-the-art on use of insects as animal feed”, coletaram 21 e sintetizaram informações disponíveis sobre as cinco principais espécies de insetos estudadas em relação ao potencial uso de larvas de mosca de soldado negro, mosca doméstica, tenébrio comum, bicho-da-seda e gafanhotos como substitutos da farinha de soja e da farinha de peixe nas dietas de aves, suínos, espécies de peixes e ruminantes. Os estudos realizados confirmaram que os insetos podem substituir de 25 a 100% da farinha de soja ou farinha de peixe, dependendo da espécie do animal. Porém, a maioria dos insetos é deficiente em cálcio, metionina e lisina, necessitando a suplementação dos mesmos, especialmente, para animais em crescimento e galinhas poedeiras. Tabela 1.1 – Algumas espécies animais que podem ser alimentadas com insetos Animal Inseto Referência Suínos, aves, pescado, crustáceos, crocodilos, sapos Larvas de mosca de soldado negro (Hermetia illucens) Makkar et al. (2014) Suínos, aves, aves de corte, galinhas poedeiras, peixes, crustáceos, roedores Mosca doméstica (Musca domestica) Porcos, aves de corte, galinhas poedeiras, peixes Tenébrio comum (Tenebrio molitor) Aves, suínos, peixes e bovinos Larvas de mosca de soldado negro (Hermetia illucens) Tomberlin e Van Huis (2020) Aves, suínos, peixes e animais domésticos Larvas de mosca de soldado negro (Hermetia illucens) Van Huis (2020) Aves de corte Tenébrio comum (Tenebrio molitor) e tenébrio gigante (Zophobas morio) 22 Continuação Animal Inseto Referência Aves Gafanhotos, grilos, baratas, cupins, percevejos, cigarras, pulgões, besouros, lagartas, moscas, abelhas, vespas e formigas Ravindran e Blair (1993) Peixes Larvas de mosca de soldado negro (Hermetia illucens), mosca doméstica (Musca domestica) e tenébrio comum (Tenebrio molitor) Llagostera et al. (2019) Aves Barata americana (Periplaneta americana), Tenébrio comum (Tenebrio molitor), larvas de mosca de soldado negro (Hermetia illucens), mosca doméstica (Musca domestica), bicho-da- seda (Bombyx mori), grilo comum (Acheta domesticus) Sánchez-Muros, Barroso e de Haro (2016) Moluscos Bicho-da-seda (Bombyx mori) Cho (2010) Estudos, também, comprovam a qualidade proteica dos insetos para uso em rações para cães e gatos, embora se estime que 6% da dieta de gatos selvagens já seja composta de insetos (PLANTINGA; BOSCH; HENDRIKS, 2011; BOSCH et al., 2014). No entanto, ainda pouco, se sabe sobre os possíveis riscos do consumo de insetos por animais. Diversos estudos e revisões se referem a possíveis riscos 23 de segurança química e microbiológica, riscos de alergenicidade, deficiências em aminoácidos específicos ou problemas de digestibilidade e palatabilidade, a maioria dos quais ainda não bem compreendido ou totalmente gerenciável (CHARLTON et al., 2015; RUMPOLD; SCHLÜTER, 2013). 1.5 CONCLUSÃO Atualmente, existe um interesse crescente nos insetos como fonte de alimentos para animais e humanos. Os estudos revisados, neste capítulo, mostram o grande potencial que os insetos têm como uso em ração animal. Até agora, as espécies de insetos testadas, em alimentos para animais, são limitadas, portanto o número de espécies de insetos avaliadas e criadas para esse fim deve aumentar ainda mais. Ficou evidente que o uso destes artrópodes pode trazer muitos benefícios ao meio ambiente à medida que são necessários menos recursos, como por exemplo, a água, durante sua criação e processamento. Também, é notável que a composição nutricional dos insetos permite a substituição completa de algumas refeições de origem vegetal, como, por exemplo, a soja utilizada nas rações. É importante destacar que o uso da quitina/quitosana presente nos insetos como componente da ração ainda precisa ser mais explorado e estudado. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AGBIDYE, F. S.; OFUYA, T. I.; AKINDELE, S. O. Marketability and nutritional qualities of some edible forest insects in Benue State, Nigeria. Pakistan Journal of Nutrition, v.8, p.917-922, 2009. AMARENDER, R. V.; BHARGAVA, K.; DOSSEY, A. T.; GAMAGEDARA, S. Lipid and protein extraction from edible insects – Crickets (Gryllidae). LWT – Food Science and Technology, v.125, p.109222, 2020. BAKSHIA,P. S.; SELVAKUMARA, D.; KADIRVELUB, K.; KUMARA, N. S. Chitosan as an environment-friendly biomaterial – A review on recent modifications and applications. 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Food Chemistry, v.141, p.3341-3348, 2013. 28 CAPÍTULO II NECESSIDADES NUTRICIONAIS DE INSETOS PARA SEREM USADOS COMO FONTE ALIMENTAR Anelise Christ-Ribeiro* 2.1 INTRODUÇÃO O crescimento da população mundial está estimado em9,7 bilhões de pessoas até o ano de 2050 (UNITED NATIONS, 2019) e tem gerado preocupação em vários setores, principalmente, quanto à demanda por alimentos (FUKASE; MARTINS, 2020). Essa projeção acarreta no aumento na produção e no consumo de alimentos e, consequentemente, de carnes, uma vez que esta é a fonte proteica preferida da maioria dos consumidores (GANDHI; ZHOU, 2014). Para a criação dessas fontes proteicas de origem animal, a demanda da produção de cereais e seus subprodutos utilizados como nutrientes em rações vêm aumentando, e continuará necessitando de recursos limitados, como terra, água e energia, além de ocasionar impactos ambientais, poluição das águas e geração de resíduos (DICKE, 2019). Nesse contexto, adotar alternativas buscando a implementação de um sistema sustentável é uma tendência mundial. Atualmente, encontrar matérias-primas sustentáveis é um grande obstáculo e se tornou uma prioridade entre as partes interessadas na alimentação. Portanto, um recurso viável e sustentável é a utilização de rejeitos alimentares * Professora substituta na Escola de Química e Alimentos, Universidade Federal do Rio Grande – FURG; anelise.christ@gmail.com 29 para cultivar larvas de insetos, podendo ser utilizados na alimentação animal (CHRIST-RIBEIRO et al., 2017). Muitas espécies de insetos podem converter eficientemente e com baixo impacto ambiental, resíduos alimentares típicos, com valores relativamente baixos de proteínas e lipídios. Sendo assim, a produção de insetos pode se tornar um fluxo de ingredientes alimentares de alta qualidade, sendo utilizados em formulações para ração animal. Atualmente, o campo de uso de insetos como ingredientes alimentares é bastante atual e abrange diversas áreas, sendo que algumas pesquisas demonstram que os insetos são boas fontes de aminoácidos, minerais, e ácidos graxos (GASCO; BIANCAROSA; LILAND, 2020). Portanto, o objetivo deste capítulo é descrever as necessidades nutricionais de insetos e avaliar dietas alternativas disponíveis que sejam eficientes, visando a uma maior sustentabilidade na alimentação, na criação de insetos e, consequentemente, no enriquecimento nutricional dos insetos para utilização em ração animal. 2.2 NECESSIDADES NUTRICIONAIS Todo o organismo vivo necessita de alguns compostos para seu desenvolvimento e manutenção, e essa característica não poderia ser diferente para os insetos. É sabido que esses possuem necessidades nutricionais específicas, dependendo de cada espécie, mas que alguns componentes são básicos para a sua nutrição. Os principais macronutrientes necessários para seu desenvolvimento são carboidratos, lipídios e proteínas, enquanto os micronutrientes necessários incluem esteróis, vitaminas e minerais (VARELAS; LANGTON, 2017). Para o crescimento e desenvolvimento normal dos insetos, estudos mostram a importância de minerais na alimentação, como K, P, Mg, Na, Ca, Cu e Zn, tendo como função, por exemplo, processos de esclerotização e mineralização de cutículas que fazem parte da composição corporal, da manutenção do equilíbrio iônico e como cofatores de sistemas enzimáticos, garantindo diversas funcionalidades 30 às células desses insetos. Devido aos minerais, compostos inorgânicos que podem formar sais e comumente solúveis em água, não podem ser sintetizados pelo organismo, ou seja, é necessário obtê-los por meio da alimentação. Os insetos necessitam de níveis consideráveis desses elementos, cujas funções estão relacionadas ao seu crescimento e ao desenvolvimento e pode alterar de acordo com cada espécie. Os minerais atuam na manutenção do equilíbrio iônico e como cofatores de sistemas enzimáticos, garantindo diversas funcionalidades às células desses insetos. Por exemplo, o K é essencial às ações de impulsos nervosos e musculares, assim como o Na, estando envolvidos na regulação do pH das células e fluidos corporais (LEITE, 2011, KOHLMEIER, 2015). O Ca tem, tanto quanto para os ossos dos vertebrados, papel importante na ligação de moléculas presentes nas estruturas dos invertebrados, além da atuação como cofator em diversas reações enzimáticas. O tamanho do corpo de insetos adultos, que é influenciado pela composição da dieta fornecida durante seu desenvolvimento, está correlacionado com características, como: fecundidade, longevidade, resistência ao estresse e sucesso no acasalamento (CORRÊA, 2006, KOMAYA; MIRTH, 2018). Como em outros seres vivos, para insetos, os lipídeos desempenham diversas funções, como constituintes de estruturas celulares, atuam como hormônios e formam importantes reservas energéticas e colesterol, fundamentais em algumas situações de grande demanda metabólica, tais como, o voo e a produção de ovos, e atuam como uma barreira para a conservação de água na cutícula. Alguns estudos com insetos mostraram que as células intestinais absorvem, preferencialmente, ácido oleico (18:1), seguido pelo ácido palmítico (16:0) e pelo ácido esteárico. Além disso, os insetos são incapazes de sintetizar esteróis, composto importante para a fisiologia e constitui componentes de membranas subcelulares, precursores de hormônios, constituintes da cera superficial da cutícula e constituintes de moléculas transportadoras de lipoproteína. Os insetos 31 obtêm esteróis do colesterol e fontes importantes deste composto incluem fitoesteróis vegetais e ergosterol de fungos. Os fosfolipídios são sintetizados por insetos e desempenham um papel importante na transferência de lipídios e na síntese de vitelina e de outras lipoproteínas (ATELLA, MAJEROWICZ, GONDIM, 2012, VARELAS; LANGTON, 2017). Carboidratos, principalmente monossacarídeos e dissacarídeos, são necessários como fonte de energia, mas também necessários para a configuração da quitina, um polissacarídeo amino responsável pela formação do exoesqueleto. Alguns insetos ainda possuem um sistema digestivo peculiar, que atuam de diferentes maneiras e hidrolisam cadeias de compostos mais complexos (hemicelulose, lignina, polissacarídeos, amido, pectina, e entre outros), resultando em fontes de carboidratos de forma complexa mais simples. Em relação às vitaminas, os insetos são incapazes de sintetizá-las, por isso devem ser ingeridas através da dieta, e são importantes na atuação como fatores de crescimento e são agrupados de acordo com sua solubilidade em água e lipídios (VARELAS; LANGTON, 2017). Estudos mostram que dietas influenciam, diretamente, no desenvolvimento e no desempenho dos insetos. Dietas ricas em nutrientes como proteínas e, em especial, em alguns aminoácidos essenciais podem melhorar o desempenho dos insetos quanto ao seu desenvolvimento, podendo influenciar, diretamente, a fisiologia do inseto. Para isso, devem ser fornecidos 10 aminoácidos essenciais que os insetos não podem sintetizar (leucina, isoleucina, valina, treonina, lisina, arginina, metionina, histidina, fenilalanina e triptofano). Outros aminoácidos podem ser sintetizados, mas em quantidades insuficientes, e um alto consumo de energia é necessário para sua síntese, destacando-se a tirosina neste caso, que é componente principal da esclerotina. Alguns estudos destacaram que a ausência de alguns aminoácidos, entre eles, alanina, ácido aspártico, cistina, ácido glutâmico, glicina, prolina, serina e tirosina causam atraso no desenvolvimento larval, o que pode ser refletido em baixa porcentagem de pupação. A prolina é necessária para o desenvolvimento 32 e como fonte de energia que pode afetar o desempenho sexual (MORELLI et al., 2012, VARELAS; LANGTON, 2017). Não se pode deixar de observar as características da hemolinfa, principal via de translocação de nutrientes ao redor do corpo do inseto e um importante local para armazenamento dos mesmos, ou seja, um meio enriquecido de compostos. Os principais solutos da hemolinfa são carboidratos (dissacarídeo trealose, e outros açúcares como glicose) e álcoois de açúcar, comomanitol e sorbitol em alguns insetos. A hemolinfa, também, contém aminoácidos livres, bem como vários peptídeos e proteínas. As concentrações desses nutrientes podem variar amplamente, por exemplo, com a idade, sexo e estado reprodutivo do inseto, bem como dieta e temperatura, mas permanecem dentro de uma faixa compatível com a nutrição dos órgãos dos insetos. Comparando os compostos presentes em cada animal, a hemolinfa do inseto é nutricionalmente muito diferente do sangue dos mamíferos por manter concentrações muito mais altas e mais variáveis de açúcares e aminoácidos (BLOW; DOUGLAS, 2019). Apesar do conhecimento acerca da digestão de lipídeos em insetos ainda ser bastante limitado, especialmente quando se considera a enorme variação nos tipos de alimentação desses organismos, pode-se observar a importância da composição equilibrada de nutrientes na dieta dos insetos. Dietas balanceadas influenciam positivamente diversas características na estrutura corporal e fisiologia, acarretando vantagens no conhecimento das necessidades nutricionais, tanto do inseto a ser cultivado quanto da dieta a ser fornecida. 2.3 NUTRIENTE NO ESTÁGIO DO INSETO Em alguns insetos, a ingestão alimentar acontece, de maneira distinta, devido a cada fase do desenvolvimento que o animal se encontra. Os insetos, geralmente, são divididos em dois grupos, de acordo com sua estratégia de ciclo de vida. O grupo mais abundante de espécies holometábolas sofre metamorfose completa, incluindo quatro 33 estágios de vida (ovo, larva, pupa e imago). As espécies hemimetábolicas não têm estágio pupal (KULMA et al., 2020). A nutrição altera o tamanho do corpo ao afetar as taxas de crescimento e, também, ao modificar a duração do período juvenil; nessa etapa, é importante a qualidade da dieta consumida pelo inseto. Em insetos hemimetábolos, o período juvenil termina quando a ninfa de último instar muda para um adulto, marcando, assim, a cessação do crescimento. Em insetos holometabolous, o período juvenil termina no início da metamorfose quando a alimentação para a diferenciação do corpo adulto começa. Em ambos os casos, a duração do período ninfal ou larval determina a duração do período de crescimento (KOMAYA; MIRTH, 2018). Dentre alguns estágios dos insetos, chama a atenção a diapause que apresenta vários desafios interessantes para o armazenamento e utilização de nutrientes. Comumente, duram de 9 a 10 meses, e a maioria dos insetos que passam pela diapausa não se alimentam durante esse processo. Isso implica que o inseto deve sequestrar reservas suficientes no período prévio para atender às suas necessidades metabólicas e, ainda, ter reservas suficientes restantes, no final, para completar o desenvolvimento e retomar a atividade. Um dos fatores desta fase é a depressão do metabolismo, e uma forma de reserva de nutriente mais importante é o lipídeo, que atende à demanda energética durante a diapausa. Ou seja, não há uma cessação completa do desenvolvimento, ocorrem trocas gasosas, metabolismo de nutrientes, resistência ao estresse e expressão do gene; os insetos diapausadores passam por uma série graduada de estágios de desenvolvimento fisiologicamente distintos, incluindo indução, preparação, iniciação, manutenção, rescisão, e às vezes quiescência pós-diapausa; essas atividades durante esse período são sustentadas pelas reservas energéticas adquiridas antes deste processo (HAHN; DENLINGER, 2007). Algumas espécies, quando na fase adulta, precisam ingerir nutrientes para manter suas capacidades reprodutivas; para outras, que não supriram suas necessidades em uma fase imatura, como, por exemplo, fontes de aminoácidos 34 e carboidratos, é essencial a obtenção destes nutrientes para o desenvolvimento completo do inseto. Os insetos sofrem muitas mudanças morfológicas e anatômicas que estão, frequentemente, relacionados com mudanças nos hábitos alimentares durante o desenvolvimento (KULMA et al., 2020). 2.4 FONTES ALTERNATIVAS COMO NUTRIENTES PARA INSETOS Em alguns insetos, a ingestão alimentar acontece, de maneira distinta, devido a cada fase do desenvolvimento que o animal se encontra. Os insetos, geralmente, são divididos em dois grupos, de acordo com sua estratégia de ciclo de vida. O grupo mais abundante de espécies holometábolas sofre metamorfose completa, incluindo quatro estágios de vida (ovo, larva, pupa e imago). As espécies hemimetábolicas não têm estágio pupal (KULMA et al., 2020). A nutrição altera o tamanho do corpo ao afetar as taxas de crescimento e, também, ao modificar a duração do período juvenil; nessa etapa, é importante a qualidade da dieta consumida pelo inseto. Em insetos hemimetábolos, o período juvenil termina quando a ninfa de último instar muda para um adulto, marcando, assim, a cessação do crescimento. Em insetos holometabolous, o período juvenil termina no início da metamorfose quando a alimentação para e a diferenciação do corpo adulto começa. Em ambos os casos, a duração do período ninfal ou larval determina a duração do período de crescimento (KOMAYA; MIRTH, 2018). Dentre alguns estágios dos insetos, chama a atenção a diapause que apresenta vários desafios interessantes para o armazenamento e utilização de nutrientes. Comumente, duram de 9 a 10 meses, e a maioria dos insetos que passam pela diapausa não se alimentam durante esse processo. Isso implica que o inseto deve sequestrar reservas suficientes no período prévio para atender às suas necessidades metabólicas e, ainda, ter reservas suficientes restantes, no final, para completar o desenvolvimento e retomar a atividade. Um dos fatores desta fase é a depressão do metabolismo, e uma forma de reserva de nutriente mais importante é o lipídeo, que atende 35 à demanda energética durante a diapausa. Ou seja, não há uma cessação completa do desenvolvimento, ocorrem trocas gasosas, metabolismo de nutrientes, resistência ao estresse e expressão do gene; os insetos diapausadores passam por uma série graduada de estágios de desenvolvimento fisiologicamente distintos, incluindo indução, preparação, iniciação, manutenção, rescisão, e, às vezes, quiescência pós-diapausa; essas atividades durante esse período são sustentadas pelas reservas energéticas adquiridas antes deste processo (HAHN; DENLINGER, 2007). Algumas espécies, quando na fase adulta, precisam ingerir nutrientes para manter suas capacidades reprodutivas; para outras, que não supriram suas necessidades em uma fase imatura, como, por exemplo, fontes de aminoácidos e carboidratos, é essencial a obtenção desses nutrientes para o desenvolvimento completo do inseto. Os insetos sofrem muitas mudanças morfológicas e anatômicas que estão, frequentemente, relacionados com mudanças nos hábitos alimentares durante o desenvolvimento (KULMA et al., 2020). Os insetos são conhecidos por sua capacidade de se especializarem em uma ampla diversidade de dietas, muitas das quais são pobres em nutrientes ou desequilibradas nutricionalmente. São inúmeras as fontes nutricionais de diversos insetos durante o ciclo de vida e podem utilizar como alimentos compostos presentes na madeira, no sangue de vertebrado, na seiva de plantas e entre outras dietas, algumas até extremas, com deficiências em vitaminas, esteróis e aminoácidos essenciais. Alguns deles conseguem se desenvolver devido à presença de microrganismos simbióticos que auxiliam na produção dos nutrientes limitantes da dieta (BOVERA et al., 2018). Em alguns países, somente alguns tipos de resíduos selecionados de origem vegetal são permitidos para produção de insetos, levando a algumas preocupações com a sustentabilidade, uma vez que produtos que podem ser usados como ração animal ou alimento humano terão maior impacto ambiental do que quando se utiliza rejeitos orgânicos (GASCO; BIANCAROSA; LILAND, 2020). Destaca-se a alta 36 eficiência de conversão alimentar dos insetos, uma vez que a utilizaçãode subprodutos orgânicos de baixo valor nutricional agregado é metabolizado, convertendo em proteínas de alto valor presentes na composição do inseto. Devido a essa característica, são componentes valiosos de uma economia circular, podendo ser cultivados com resíduos alimentares ou na indústria de alimentos, convertendo resíduos em produtos proteicos de alto valor (BARTON, et al., 2019, DICKE, 2019). Dada a ampla variedade de espécies de insetos comestíveis, o valor nutricional dos insetos é altamente variável e dependem de muitos fatores, como a espécie, tecnologia de criação, a composição da ração fornecida, a origem dos insetos e sexo. Mesmo dentro do mesmo grupo de espécies, o valor nutricional pode variar, dependendo do estágio metamórfico do inseto e seu habitat (ZIELIŃSKA et al., 2015, KULMA et al., 2020). 2.5 TENDÊNCIAS E DESEMPENHOS DAS DIETAS Apesar de alguns países apresentarem uma legislação mais rigorosa no fornecimento de dietas para insetos, tem havido uma busca contínua por fontes de nutrientes mais baratas e confiáveis. Assim, a cultura de microrganismos aplicados em substratos apropriados, como grãos de cereais, grãos residuais das indústrias cervejeiras e resíduos agrícolas resultou em biomassas com alto teor de proteína e demais nutrientes, próprios para uso como ingrediente na dieta de insetos. Porém, há custos adicionais subsequentes no processamento, como a secagem após uma fermentação úmida. Uma alternativa mais acessível é a utilização dos grãos de cereais atacados e destruídos por pragas de insetos. Pois, quando armazenados, alguns insetos utilizam como alimento e se reproduzem em grande número. Assim, com a consequência da deterioração dos grãos, esses insetos poderiam ser introduzidos como proteína adicionada além da que contém no grão e processados juntos, tornando um processo menos custoso e enriquecido naturalmente (ABASIEKONG, 1998, ZIELIŃSKA et al., 2015). 37 Deve-se ressaltar que as tecnologias usadas para produzir insetos, ainda, estão em processo de modernização, e há um grande espaço para melhorias, tanto em relação ao tipo de substrato usado para cultivar insetos quanto à tecnologia envolvida em uma produção eficiente em larga escala. Existem vários estudos mostrando como é possível ser inovador com relação ao uso de resíduos locais, usando resíduos de alimentos de restaurantes, de frutas e vegetais ou substrato de resíduos de cozinha ou, até mesmo, de resíduos agroindustriais para produzir insetos. As concentrações em proteínas e outros nutrientes em todo o inseto é afetado pelo crescimento geral dos insetos em um determinado meio. É essencial conhecer a composição ideal da dieta das espécies de insetos selecionadas, pois uma dieta pobre em quantidade e qualidade de nutrientes pode levar a um tempo de produção prolongado e a uma retenção menos eficiente de nutrientes (GASCO; BIANCAROSA; LILAND, 2020). Entre os ingredientes usados para produzir dietas para insetos, os ricos em proteínas constituem a parte mais importante e cara da dieta, cujo alguns insetos possuem exigências nutricionais que acabam tornando inviáveis a aplicação para a sua criação massal. No entanto, uma tendência geral observada é que a dieta proteica em si não será afetada em sua qualidade corporal, embora a quantidade ou proporção de proteína/gordura possa variar, ou seja, a fração proteica dos insetos permanecerá as mesmas, independentemente do substrato em que crescem, enquanto grandes alterações são observadas na fração lipídica (perfil de ácidos graxos), refletindo, principalmente, a composição lipídica do substrato (GASCO; BIANCAROSA; LILAND, 2020). Isso não impede que outros compostos como minerais, vitaminas, bioativos e demais nutrientes não alterem. Por exemplo, alguns estudos mostram que uma maior disponibilidade de Ca, na dieta, pode aumentar a matéria seca em 18 vezes de alguns insetos (WILLIAMS et al., 2016). Cabe salientar que uma dieta enriquecida de nutrientes gera resultados notáveis quanto ao aprimoramento do crescimento, fisiologia entre outras características 38 importantes para avaliar o desempenho e influência da dieta nos insetos gerados. 2.6 COMPOSIÇÃO NUTRICIONAL DOS INSETOS Geralmente, os insetos são uma fonte disponível de proteínas, lipídios, carboidratos, vitaminas e minerais, como cálcio, ferro ou zinco. Esses compostos são inerentes à composição do animal, que serve de fonte de alimento promissora para ração animal. O conteúdo energético dos insetos é, em média, comparável ao da carne e, quanto ao conteúdo proteico, é melhor do que produtos alimentares comerciais enriquecidos com proteínas derivadas de leguminosas, termos de propriedades nutricionais por conter todos os aminoácidos essenciais. No entanto, faltam estudos explicando o efeito do processo térmico na digestibilidade de insetos e sua citotoxicidade (BOVERA et al., 2018). O seu conteúdo nutricional varia entre as espécies, mas, em geral, o conteúdo de proteínas é semelhante ao da carne convencional, enquanto os insetos contêm mais ácidos graxos insaturados. Além disso, o alto teor mineral. O teor de insetos, em comparação com a carne convencional, é particularmente interessante, considerando a prevalência mundial de deficiência de ferro e zinco. Alguns insetos já fazem parte de uma dieta natural para peixes, pássaros e alguns mamíferos; eles contêm altos níveis de proteínas e nutrientes essenciais, ideais para o crescimento animal (BOVERA et al., 2018, DICKE, 2019). E isso demonstra a tendência da adequação dos insetos como fonte de nutrientes de alta qualidade para a alimentação animal. Ao formular essa alimentação balanceada, a digestibilidade e o valor nutritivo dos ingredientes são de primordial importância para obter dietas capazes de atender às necessidades dos animais e otimizar desempenhos e custos. Ao usar ingredientes de insetos, é possível obter crescimento e desempenho animal comparáveis aos de outros ingredientes alimentares comumente usados. Há evidências substanciais de que o uso de dietas com refeições de insetos pode ter efeitos positivos no sistema imunológico 39 e na microbiota dos animais. No entanto, mais estudos devem ser realizados quanto à qualidade de produtos de animais, utilizando o inseto como alimento. O aumento da saúde intestinal se deu pela ingesta da quitina, cuja sua digestão é auxiliada por microrganimos que causam este efeito positivo, dentre eles, imunoestimulantes. Produtos derivados de insetos, também, demonstraram ter efeitos antimicrobianos (GASCO; BIANCAROSA; LILAND, 2020). 2.7 CONCLUSÃO Relatórios recentes mostram que dietas fornecidas para insetos podem aprimorar sua composição nutricional. Dietas enriquecidas com macronutrientes, como carboidratos, lipídios e proteínas e micronutrientes, como vitaminas e minerais, possuem papel fundamental no enriquecimento estrutural e nutricional dos insetos. Além disso, contribui à segurança alimentar global, minimizando usos da terra e da água e usufruindo da sustentabilidade da criação, o que é, atualmente, uma tendência mundial. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABASIEKONG, S. F. Effect of insect culture on the nutriente composition of grain maize. Bioresource Technology, v. 66, p. 59-61, 1998. ATELLA, G. C., MAJEROWICZ, D. E GONDIM, K. C. (2012). Metabolismo de Lipídeos. Capítulo 6. Tópicos Avançados em Entomologia Molecular. Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Entomologia Molecular. BARTON, P. S.; STRONG, C.; EVANS, M. J.; HIGGINS, A.; QUAGGIOTTO, M-M. Nutrient and moisture transfer to insect consumers and soil during vertebrate decomposition. FoodWebs, v. 18, e00110, 2019. BOVERA, F., LOPONTE, R., PERO, M. 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Estima-se que até 2050 ocorra um aumento de 60 a 70% no consumo de produtos de origem animal (MAKKAR et al., 2014). A carne de aves é apontada como uma fonte proteica animal capaz de suprir essa demanda, sendo o Brasil o principal exportador global dessa proteína (ALLEGRETTI et al., 2018). A indústria avícola tem se expandido ao longo das últimas décadas (VAN HUIS et al., 2013). Entretanto, um grande problema enfrentado por esse setor é o fornecimento de alimentos para esses animais, que devem conter todos os componentes necessários da dieta para que as aves cresçam de forma saudável, em um curto período de tempo (OYEGOKE; AKINTOLA; FASORANTI, 2006). O farelo de soja e a farinha de peixe são as fontes proteicas ofertadas nas rações para essas espécies. Entretanto, esses ingredientes são de alto custo para os produtores e, além disso, a disponibilidade global de terras para o cultivo de soja é limitada, e a superexploração marinha reduziu a abundância de pequenos peixes pelágicos forrageiros dos quais derivam * Aluna de pós-doutorado na Escola de Química e Alimentos, Universidade Federal do Rio Grande – FURG; julatorres@yahoo.com.br 43 a farinha de peixe (MARONO et al., 2017; SÁNCHEZ- MUROS; BARROSO; DE HARO, 2016). A agricultura de insetos é considerada como fonte alternativa para alimentação de aves (CUTRIGNELLI et al., 2018). Em termos nutricionais, os insetos têm capacidade de garantir o fornecimento energético adequado, assegurando que esses animais cresçam de forma rápida e saudável (DOMINGUES et al., 2020). Com relação aos aspectos econômicos e ambientais, a criação de insetos apresenta baixos requisitos de terra e água, reduzido impacto ecológico, além de contribuir para a economia circular ao converter resíduos orgânicos em ingredientes alimentares (ABRO et al., 2020). Diante disso, este capítulo faz uma abordagem geral sobre os benefícios da utilização de insetos na alimentação de aves. 3.2 BENEFÍCIOS NUTRICIONAIS DA INSERÇÃO DE INSETOS NA ALIMENTAÇÃO DE AVES As aves são espécies monogástricas e necessitam de uma dieta com alta qualidade e quantidade proteica. Do ponto de vista nutricional, as rações desses animais devem apresentar elevado teor proteico, um perfil adequado de aminoácidos, alta digestibilidade, boa palatabilidade e não devem apresentar fatores antinutricionais (SÁNCHEZ-MUROS; BARROSO; MANZANO-AGUGLIARO, 2014). Os insetos estão sendo considerados como uma boa fonte de nutrientes para a alimentação avícola, devido ao seu valor proteico, biológico e à composição balanceada de aminoácidos essenciais (WAITHANJI et al., 2019). Além disso, a utilização de insetos, na alimentação de aves, é apontada como uma alternativa particularmente adequada, porque sua dieta "natural", geralmente, inclui insetos (BOVERA et al., 2015). Muitas são as espécies de insetos que estão inseridas na alimentação de aves. As farinhas obtidas de larvas de diferentes espécies de insetos, principalmente de Tenebrio molitor e Hermetia illucens, são apontadas como importantes fontes proteicas para alimentação de aves, devido https://www-sciencedirect.ez40.periodicos.capes.gov.br/topics/agricultural-and-biological-sciences/tenebrio-molitor https://www-sciencedirect.ez40.periodicos.capes.gov.br/topics/agricultural-and-biological-sciences/hermetia-illucens 44 às respostas positivas sobre o crescimento desses animais, estado imunológico e qualidade da carne (BIASATO et al., 2016; BOVERA et al., 2015; MARONO et al., 2017; OYEGOKE; AKINTOLA; FASORANTI, 2006). Ballitoc e Sangsoo (2013) estudaram o crescimento e as características de carcaça de frangos de corte quando alimentados com ração contendo diferentes concentrações (0, 0,5, 1, 2 e 10%) de T. molitor (larva-da-farinha), como substituição a ração comercial. Os autores concluíram que a suplementação com larvas do inseto contribuiu para o ganho de peso corporal dos frangos. Maurer et al. (2016) verificaram que o farelo de larvas de Hermetia illucens pode ser utilizado como a única fonte proteica da dieta de galinhas poedeiras, sem afetar a produção de ovos, o consumo de ração e a eficiência de conversão alimentar.O conteúdo proteico dos insetos vem sendo estudado, e os resultados apontam uma ampla variação entre 7,5 e 91%, contendo, aproximadamente, 60% de proteína, em base seca, ou seja, desconsiderando o teor de umidade da composição (FINKE; OONINCX, 2014). Outro estudo aponta que os teores proteicos encontrados se assemelham aos teores proteicos da proteína vegetal (cerca de 36,5%), uma das fontes proteicas usuais na alimentação das aves (YI et al., 2013). Com relação aos aminoácidos essenciais, eles devem ser fornecidos na dieta das aves, porque as aves não podem sintetizá-los. De acordo com Veldkamp e Bosch (2015), algumas espécies de insetos, como a larva da farinha amarela (T. molitor), a mosca doméstica (Musca domestica) e a mosca soldado negra (Hermetia illucens) apresentam um perfil de aminoácidos semelhante ao perfil aminoacídico do farelo de soja, em termos de metionina ou metionina + cistina. A metionina é um aminoácido essencial, que desempenha papel fundamental para o desenvolvimento das aves, uma vez que esse aminoácido contribui para o crescimento das penas, síntese e decomposição de proteínas, influencia no peso, tamanho e produção de ovos (FAGUNDES et al., 2020; FANATICO et al., 2018). 45 Além de constituir uma importante fonte de aminoácidos essenciais, os insetos são considerados uma importante fonte de gordura bruta (FINKE; OONINCX, 2014). A literatura sugere que essa matéria-prima pode ser uma alternativa para substituir o óleo de soja, comumente utilizado na elaboração das rações de aves. O óleo de soja é um dos ingredientes energéticos mais utilizados na dieta de aves, devido ao seu alto teor de energia metabolizável, bem como à sua digestibilidade (KIEROŃCZYK et al., 2018). Schiavone et al. (2018) avaliaram os efeitos da substituição parcial ou total do óleo de soja da dieta de frangos de corte por gordura de larva de mosca soldado negra (Hermethia illucens). Os resultados sugerem os experimentos realizados com a gordura do inseto não provocam efeitos adversos no desempenho de crescimento, características de carcaça, bem como na qualidade geral da carne dos frangos. Da mesma maneira, Kim et al. (2020) estudaram os efeitos do óleo de larva da mosca soldado negro como uma substituição parcial ou total do óleo de soja no desempenho do crescimento, perfil de ácidos graxos, e na qualidade da carne de frangos de corte, com idade entre 1 e 5 semanas. Os resultados encontrados indicam que a substituição do óleo de soja pelo óleo de inseto não apresentou efeito adverso no desempenho de crescimento e pode ser um ingrediente como fonte de gordura na dieta de frangos de corte, podendo ser um substituto promissor na dieta desses animais. Os insetos, também, apresentam níveis consideráveis de minerais. São considerados uma importante fonte de ferro, cobre, magnésio, manganês, fósforo, selênio, zinco (FINKE; OONINCX, 2014). São espécies que apresentam níveis ricos em cálcio e fósforo, minerais esses que contribuem para estrutura esquelética das aves quando consumidos (MARONO et al., 2017). Além dos benefícios nutricionais apontados, os insetos são capazes de produzir peptídeos antimicrobianos (PAMs) (JÓZEFIAK; ENGBERG, 2017). Os PAMs são pequenos peptídeos catiônicos que apresentam um amplo sistema de defesa contra micro-organismos, bactérias, fungos (ERICKSON 46 et al., 2004). Benzertiha et al. (2020) estudaram o efeito de rações contendo Tenebrio molitor e Zophobas morio sobre o desempenho do crescimento dos frangos de corte e as características do sistema imunológico. Os autores verificaram que a adição de 0,2 e 0,3% de T. molitor e Z. morio à dieta de frangos de corte pode melhorar o desempenho do crescimento e alterar as características sistema imunológico, como os níveis de imunoglobulinas. Da mesma maneira, a farinha de larvas de Hermetia illucens pode ser considerada uma fonte de proteína atrativa para alimentação de galinhas poedeiras, melhorando seu estado imunológico, além de contribuir para uma maior produção de ovos sem efeitos negativos sobre a saúde do animal (MARONO et al., 2017). Islam e Yang (2017), também, observaram que os níveis de imunoglobulina de frangos de corte aumentaram após a suplementação de 0,4% de probióticos T.molitor e Z. morio, que foram obtidos pela fermentação de farinhas de insetos com L. plantarum e S. cerevisiae. De acordo com Lumeij (2008), as imunoglobulinas atuam como anticorpos e são sintetizadas em resposta aos antígenos. Acredita-se que resposta imunológica das aves é afetada, positivamente, pela alimentação com insetos, devido aos consideráveis índices de quitina, um polissacarídeo presente no exoesqueleto dos artrópodes que estimula a resposta imune em vertebrados. Entretanto, é importante considerar que a quitina não é digerível por animais monogástricos, podendo afetar, negativamente, a digestibilidade da proteína (BOVERA et al., 2015; MARONO et al., 2017; (SÁNCHEZ-MUROS; BARROSO; MANZANO-AGUGLIARO, 2014). Os benefícios nutricionais da inserção de insetos, na avicultura, evidenciam que a agricultura de insetos surge como uma importante fonte de nutrientes para criação de aves. 3.3 BENEFÍCIOS ECONÔMICOS DA INSERÇÃO DE INSETOS NA ALIMENTAÇÃO DE AVES Sob o ponto de vista econômico alimentação animal, é o eixo mais oneroso da cadeia produtiva do setor da avicultura (EBSA; HARPAL; NEGIA, 2019). Entre os ingredientes utilizados 47 na formulação das rações, a proteína animal é o ingrediente de maior custo das dietas avícolas em comparação com os demais constituintes da ração (SÁNCHEZ-MUROS; BARROSO; DE HARO, 2016). O farelo de soja e a farinha de peixe são os ingredientes mais convencionais utilizados para produzir a ração animal. Entretanto, o desequilíbrio entre demanda e oferta provocou um aumento nos preços desses insumos (VAN HUIS et al., 2013). De acordo com o Makkar et al. (2014), os preços globais do farelo de soja e da farinha de peixe sofreram um aumento substancial de mercado. Diante disso, a sustentabilidade dessa cadeia produtiva está se tornando crítica, principalmente, em alguns países em desenvolvimento. Isso deu origem à demanda por uma nova e mais sustentável fonte de proteína (VELDKAMP; BOSCH, 2015). Alguns estudos mostraram a viabilidade econômica da utilização de insetos como uma alternativa útil ao farelo de soja e à farinha de peixe na nutrição animal (MAKKAR et al., 2014; SMETANA et al., 2016; THÉVENOT et al., 2018; VAN HUIS et al., 2013; ALLEGRETTI et al., 2019). Segundo Govorushko (2019), a criação de insetos é economicamente vantajosa, pois requer pouco investimento, não exige grandes tecnologias e, ainda, oferece oportunidades de subsistência para a população urbana e rural. Abro et al. (2020) avaliaram o potencial econômico da substituição das fontes proteicas de ração convencionais por larvas de mosca soldado negra para setor avícola. Os autores concluíram que a substituição de 5 a 50% pode gerar um benefício econômico de 69 a 687 milhões de dólares americanos e de 16 a159 milhões de dólares se todo o setor avícola adotasse a inserção de insetos na alimentação animal. Os autores ainda concluíram que essa substituição poderia reduzir a pobreza de, aproximadamente, 3,2 milhões de pessoas, aumentar o emprego de até 252000 pessoas e, por fim, seria possível reciclar até 18 milhões de toneladas de resíduos biológicos. Ijaya e Eko (2009) estudaram os efeitos da substituição da farinha de peixe por farinha de lagarta 48 do bicho-da-seda (Anaphe infracta) na dieta de frangos de corte, sob o ponto de vista nutricional, características de carcaça e viabilidade econômica. Os autores concluíram que o custo por kg de ração diminui gradualmente com o aumento dos níveis de inclusão de farinha de lagarta do bicho-da-seda, indicando maior benefício econômico. Brah, Houndonougbo e Issa (2018) avaliaram os aspectos econômicos da utilização de farinha de gafanhoto
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